基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理模型構建研究

摘要：區塊鏈技術為圖書館數字化協作提供了安全可靠的數據管理工具。基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理就是解決各個節點之間的信任問題，建立信任機制，滿足不同參與主體信息資源之間的安全互操作。文章在分析基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理機制的基礎上，結合區塊鏈技術和信任管理理論，從合約層、共識層和數據層三方面構建了基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理模型，提出了基于區塊鏈的未來圖書館數字化協作信任管理策略，不斷提高資源共享的安全性。

關鍵詞：區塊鏈；圖書館；數字化協作；信任管理

中圖分類號：G203?? 文獻標識碼：A

DOI：10.13897/j.cnki.hbkjty.2023.0024

隨著信息技術的發展，圖書館利用先進技術進行資源數字化、資源整合、智慧化服務等，不斷豐富圖書館的服務模式，數字圖書館建設應運而生。新時期，圖書館仍面臨三方面挑戰［1］：一是第三方資源服務商（如中國知網、萬方等）的興起使得圖書館在數字資源競爭方面處于劣勢；二是公共信息平臺（如百度、谷歌等）滲透到數字圖書館業務中，對實體圖書館業務發展造成一定的威脅；三是商業化的思想滲透到圖書館建設中，如何進行業務升級和管理方式變革成為圖書館需要思考的問題。在此背景下，圖書館數字化協作成為緩解困境的一大方法。圖書館通過與其他機構合作，以最低的運行成本，促進各方資源整合，為更多的用戶提供更廣泛的信息資源。

目前，圖書館數字化協作的研究主要集中在資源聚合模式［2］、信息系統建設［3］、共享空間模型構建［4］等方面，較少關注圖書館數字協作背景下的信任管理問題。區塊鏈是一種分布式賬本技術，作為區塊鏈的核心技術的加密技術和智能合約技術等可以為圖書館數字化協作平臺提供安全可靠、可追溯的數據管理工具，建立信任管理機制，為圖書館數字協作過程中的資源聚合和資源共享提供了新的解決方案。因此，本文通過分析基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任問題，提出基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理機制，設計基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理模型，不斷提高圖書館數字化協作的安全性和可靠性，促進圖書館服務升級。

1 相關概念解析

1.1 圖書館數字化協作

圖書館數字化協作是指多個機構基于自身資源，按照資源集成增值思想，借助信息技術對各類資源進行聚合，實現合作共贏的過程［5］。圖書館數字化協作的目標是促進資源共享，打破時空限制，為用戶提供多元化、完整性的信息服務，用戶可以通過單一入口訪問到各類館藏資源。圖書館數字化協作的對象一般包括不同類型的圖書館、博物館、檔案館、數據服務商等。圖書館數字化協作一般遵循三大原則［6］：（1）資源整合為主，再造為輔；（2）依據不同需求、不同層次進行整合，從數據整合、信息整合到知識整合；（3）兼顧各方利益，實現合作共贏。

1.2 區塊鏈

區塊鏈是一種分布式賬本技術，各區塊按時間順序相連［7］，具有去中心化、安全透明、可溯源、信息不可篡改等特征。區塊鏈的核心技術包含加密技術、分布式存儲、智能合約等技術。區塊鏈最早應用于比特幣交易領域，2016年開始得到圖情領域廣泛關注［8］。Collins Rod認為區塊鏈技術為圖書館數字化轉型提供了新架構，促進圖書館創新轉型［9］。目前區塊鏈在圖情領域的研究主要集中在智慧圖書館建設［10］、信息資源管理［11］、精準推薦服務［12］、數字版權交易［13］等方面。在實踐應用方面，國內首家區塊鏈圖書館——前海區塊鏈圖書館通過舉辦沙龍、培訓以及收藏區塊鏈相關著作，不斷促進區塊鏈知識的普及以及實踐應用，為智慧圖書館建設提供了參考。

1.3 信任管理

信任管理是指通過安全策略、憑證，建立起可以進行安全互操作的信任關系［14］。信任管理的思想有利于構建健康的協作關系，是保障開放式網絡環境中安全交易、保護隱私的一項重要技術。信任管理研究的目的是為了提供一種安全決策的框架，目前信任管理在圖情領域的研究主要集中在數字圖書館建設方面。趙榮陽等［15］利用集中式信任管理框架設計了自助圖書服務系統，優化了圖書自助借閱流程；郝世博等［16］針對云服務下信息無法有效共享的問題，設計了云圖書館服務信任本體，有效地保障了信息資源安全和個人隱私；鄧仲華等［17］通過制定服務等級協議，有效地解決了由安全引發的信任問題。

2 基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任機制分析

2.1 基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任問題分析

由上述分析可知，圖書館數字化協作的目的是為了打破時空障礙，暢通共享途徑，為用戶提供單一入口的信息服務通道。圖書館數字化協作主要包含資源整合和資源共享兩個環節［6］。區塊鏈技術具有去中心化、安全透明等特征，能夠有效提高圖書館數字化協作效率，但同樣對圖書館數字化協作中信任問題提出了挑戰。首先，在資源聚合環節，基于區塊鏈的圖書館數字化協作主要面臨對外部設備依賴性大的問題。圖書館進行數字化協作的資源數量是海量的，這類數字資源無法直接存儲在區塊里，需要通過云存儲等方式進行存儲，區塊里僅存儲索引，這種存儲方式對外部設備依賴性大。其次，在資源共享環節，基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任問題就是如何在節點之間建立信任機制，以解決各個節點之間的信任問題，如圖1所示。區塊鏈以區塊鏈表的方式進行資源聚合，以副本形式進行資源共享，為個人和設備提供多個參與節點。在區塊鏈去中心機制下，各個參與主體被授權一個節點，每個節點間可以進行點對點交互，其中API、SDK接口可進行節點拓展并賦予相應的權限。因此，基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任問題就是如何在節點之間建立信任機制，以滿足不同參與主體信息資源間的安全互操作，實現各個節點或者區塊體之間信息資源的互聯互通和不同節點間的交流共享、自由轉換。

2.2 基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理機制分析

基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理的首要任務是保證各個參與主體間的信息交流順暢度以及數據資源聚合的順利完成。基于區塊鏈的圖書館數字化協作區別于傳統的圖書館數字化協作之處在于各個參與數字化協作的主體無法通過面對面進行談判商討來促進資源聚合。因此，需要建立針對此種促進數字資源融合的信任機制。其次，基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理要確保資源來源可靠、可信，從而實現合作共贏，滿足資源共享的需求。

基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理機制是主體間相互合作，共同形成的復雜網絡結構，包含滿意度契約機制、獎懲機制、邊界人員信任機制、共同價值觀培養機制、統一資源協作機制等。區塊鏈技術的特征是去中心化、分布式存儲，因此在數據收集與分析、聚合階段主要是在信息共享前期如何建立好去中心化的數據收集與分析、聚合的機制。該階段的信任管理機制包含統一資源協作機制、邊界人員信任機制、共同價值觀培養機制等；在績效分配階段是以區塊鏈的合約性思維自動保障協議的執行，建立公平合理的績效分配機制，確保圖書館數字化協作的正常運轉。該階段的信任管理機制包含滿意度契約機制、獎懲機制等。整體而言，基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理機[JP3]制（如圖2所示）是以理性計算或者事先約定的機制為基礎，借助區塊鏈的智能合約技術和加密技術實現圖書館數字化協作的信任管理，提高協作的安全性。[FL）]

3 基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理模型構建

圖書館數字化協作系統架構是個復雜開放的架構，其目的是促進資源的整合和共享，實現合作共贏、信息增值。區塊鏈具有去中心化、分布式存儲等特征，所有的區塊體一起保證鏈上交易（操作）的正常運行并進行數據更新，但隨著信息技術的發展以及信息資源數量的增多，鏈上的資源整合和共享變得復雜多變。因此，基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理機制旨在使各個節點信息資源整合共享處于和諧穩定的狀態，促進數字化協作平臺優化升級，保持信息交流的暢通無阻。

本文基于區塊鏈技術特性和信任管理理論搭建了圖書館數字化協作信任管理模型（如圖3所示）。該模型分為合約層、共識層和數據層，每一層都設置相應的信任管理機制，全方面保障圖書館數字化協作的安全性。合約層是指各個參與圖書館數字化協作的機構在數據共享前共同參與制定相關合約文本，約束資源共享行為，為后續數據聚合和共享提供驗證機制，保障數字化協作的正常運行；共識層是在區塊鏈去中心化環境下各個參與主體針對數字資源的有效性、可靠性達成共識；數據層是圖書館數字化協作信任管理模型的最底層，通過制定統一的資源協作的信任管理機制，最終實現資源聚合和資源共享。

3.1 合約層

結合區塊鏈的智能合約技術，合約層包含資源聚合合約、資源共享合約、分類腳本等。參與圖書館數字化協作的各個機構共同制定智能合約文本，包含資源聚合合約、資源共享合約、獎懲合約等，并建立文本的觸發機制，將合約文本進行代碼化處理，并將其嵌入到各數字化協作的參與主體區塊中，最后利用合約觸發機制實現資源的整合、共享的智能化。合約層的信任管理機制包含滿意度契約機制和獎懲機制，具體信任管理流程如下：（1）參與圖書館數字化協作的各個機構共同制定滿意契約機制。各個機構共同制定滿意契約，可以最大化消除分歧，提高數字化協作的成功率。合約的制定是規范圖書館數字化協作的基礎，也是衡量各個參與數字化協作主體間可信度、可靠度的標準。（2）建立科學合理的獎懲機制。為了使各個參與主體的資源整合如約進行，需要建立科學合理的獎勵和懲罰機制。如果在數字化協作過程與既定的合約代碼相違背時，將會觸發相應的懲罰機制，違規方將會受到數字化協作平臺的處罰。

3.2 共識層

共識層封裝了共識算法，形成隨機動態區塊鏈共識機制。該層主要的功能是在去中心化的環境下如何使區塊上的成員針對數字資源的有效性、可靠性達成共識。通過邊界人員信任機制和多個參與主體的共同價值觀，達成共識層的共信機制，具體信任管理流程如下：（1）區塊鏈隨機動態共識機制將在每T時間舉行一次投票，選出資源聚合和共享鏈上的受托記賬人，即為圖書館數字化協作平臺的邊界管理人員或技術員，該受托記賬人隨時待命，聽從平臺的差遣。（2）鏈上各協作者共享資源后，圖書館數字化協作平臺將委托受托記賬人進行信息資源的雙向驗證，緊接著平臺隨機指派一記賬人記錄主體間的資源共享情況并生成新的區塊。為了保證資源共享的真實性，每隔T時間重新進行受托記賬人選舉，防止人為作弊現象，確保鏈上資源共享融合的可靠性。這不僅有利于建立圖書館數字化協作平臺邊界人員人際信任關系，還有利于與數據層統一的資源協作機制緊密對接。

3.3 數據層

數據層是圖書館數字化協作信任管理模型的最底層，通過制定統一的資源協作的信任管理機制，實現資源聚合和共享。該層包含Merkle樹、時間戳、數據存儲技術等技術。該層具體信任管理流程為：（1）將基礎范式下的各項技術嵌入到統一的資源協作機制中，其中Merkle樹為建立資源的統一存儲模式提供技術支持，圖書館內部數據與數字化協作平臺數據以及各個機構間的數據利用統一的資源協作機制進行數據匹配。（2）狀態機驗證。對于滿足觸發條件的數據將進行資源聚合，這一過程基于智能合約下的狀態機進行驗證，對于任何失信或主體違規的行為將由時間戳進行溯源防偽標記，合規的數據將被寫入新的區塊中，違規的數據將沿時間戳技術印記返回到合約初始狀態，依據時間戳的可溯源性可找到失信的協作主體。（3）不滿足觸發條件的將被直接寫入失信區塊集，并存儲在主體區塊中以進行備案。

4 基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理策略

4.1 引入第三方監督機構

目前，區塊鏈技術在圖書館的實踐應用案例較少，圖書館要加快建設基于區塊鏈的圖書館數字化協作平臺，在實踐中不斷發現問題，總結經驗教訓，不斷提高平臺的公信力和可靠性。圖書館可以引入國家權威監管部門、評估機構等第三方機構，實現對區塊鏈各個節點的統一管理、辨別和監督溯源，在數字化協作平臺內將資源的評估、共享、監管等各個環節進行鏈接，推動數字化協作平臺提質增效。

4.2 加強智能合約技術的實踐應用

緊跟智能合約技術發展，加強智能合約技術對圖書館數字化協作信任管理的風險監督。一方面，圖書館要持續跟蹤智能合約前沿技術，加大對智能合約技術的實踐應用，控制成本，提高圖書館數字化協作平臺的可操作性；另一方面，充分利用區塊鏈的去信任、去中心化的技術特征對圖書館數字化協作信任管理方法進行創新，及時掌握資源聚合、共享、績效分配的動態，加強信任管理監督力度，及時公開各個機構進行資源共享的狀態，完善信用保障體制機制。

4.3 完善獎懲制度和風險共擔機制

圖書館數字化協作平臺要進一步完善獎懲制度，對區塊鏈節點的守約和違約行為進行不同層次的獎勵與懲罰，同時注重獎懲的力度和方式，進一步優化各個主體間的信任關系。對于信息共享和資源聚合過程中存在的潛在風險，圖書館數字化協作平臺要制定合理的風險共擔、風險調控機制，對風險進行轉移或對沖，從而減輕各個參與主體間的安全隱患，同時設計符合各方利益的信息共享機制，科學合理地提升各個區塊鏈節點上的信息資源共享量，助力圖書館數字化協作平臺健康可持續發展。

4.4 規范各個參與主體的職責

為提高圖書館數字化協作平臺的可信度，增強各個參與主體的信任度，規范參與者的行為，圖書館數字化協作平臺需要進一步細化各個參與主體的職責，界定區塊鏈中各個節點的責任、權利以及風險分配比例，促進平臺規范化發展。同時，圖書館數字化協作平臺要出臺相應的制度細則，進一步健全信息資源共享信任制度。

5 結語

基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任問題就是解決各個節點之間的信任問題，建立信任機制，滿足不同參與主體信息資源之間的安全互操作。未來，基于區塊鏈的圖書館數字化協作信任管理仍需不斷加強智能合約技術的實踐應用，進一步完善各個參與主體間的職責權利、獎懲制度和風險共擔機制，促進圖書館數字化協作平臺規范化發展。

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作者簡介：

許換（1985），女，碩士，廣州圖書館館員。研究方向：圖書館管理與服務、圖書館閱讀推廣。

（收稿日期：2022-11-28 責任編輯：馬玉娟）